高速アンギュラ玉軸受の用途は？

アンギュラ玉軸受の製造業者は、CNC 金属切削工作機械の高速スピンドルの性能がスピンドル ベアリングとその潤滑に大きく依存することを理解しています。工作機械用軸受 私の国の軸受産業は急速に発展しており、軸受の種類は小から大まで、製品の品質と技術レベルは小から大まで、産業規模は小から大まで、基本的に完全な製品カテゴリとより合理的な生産を備えた専門的な生産システムを備えています。レイアウトが形成されました。スピンドルベアリングの公差は限られています。これらは、非常に高いステアリング精度と速度能力を必要とするベアリング配置に特に適しています。これらは、工作機械のシャフトの軸受配置に特に適しています。転がり軸受は、剛性が高く、精度が高く、耐荷重性が高く、構造が比較的単純なため、一般的な切削工作機械の主軸だけでなく、高速切削工作機械にも好まれています。転がり軸受では、アンギュラ玉軸受の高速化でみると、円筒ころ軸受が2番目、円すいころ軸受が1番悪い。

アンギュラ玉軸受の玉（つまりボール）が公転・自転することで、遠心力FcとジャイロトルクMgが発生します。主軸回転数の増加に伴い、遠心力FcとジャイロトルクMgも急激に増加し、ベアリングに大きな接触応力が発生し、ベアリングの摩擦が増加し、温度上昇が増加し、精度が低下します。そして寿命が短くなります。したがって、この軸受の高速性能を向上させるためには、FcやMgの上昇を抑える努力が必要です。アンギュラ玉軸受の Fc と Mg の計算式から、Fc と Mg を下げるには、玉の材質の密度を小さくすること、玉の直径と玉の接触角を小さくすることが有効であることがわかりました。速度スピンドルは、多くの場合、15° または 20° の接触角の小さなボール直径のベアリングを使用します。ただし、ボール径をあまり小さくすることはできません。ベアリングの剛性を弱めないように、基本的には標準シリーズのボール径の70％までしかできません。もっと重要なことは、ボールの素材の改良を求めることです。

GCr15 軸受鋼と比較すると、窒化ケイ素 (Si3N4) セラミックスの密度はその密度のわずか 41% です。窒化ケイ素製のボールははるかに軽量です。当然、高速回転時に発生する遠心力やジャイロトルクも小さい。たくさんの。同時に、窒化ケイ素セラミックスの弾性係数と硬度は軸受鋼の 1.5 倍と 2.3 倍であり、熱膨張係数は軸受鋼のわずか 25% であり、軸受の剛性と寿命を向上させることができます。温度上昇条件の違いによる軸受の合わせすきまの変化が少なく、確実な作業ができます。さらに、セラミックは高温に強く、金属にくっつきません。明らかに、窒化ケイ素セラミック製の球体は、高速回転に適しています。セラミック製のアンギュラ玉軸受は、対応する鋼製の玉軸受に比べて速度を 25% ~ 35% 向上させることができることが実践で示されていますが、価格は高くなります。

海外では内外輪が鋼製で転動体がセラミック製の軸受を総称してハイブリッド軸受と呼んでいます。現在、ハイブリッド軸受には新たな発展があります。1つは、セラミック材料を使用して円筒ころ軸受のローラーを作成し、セラミック円筒ハイブリッド軸受が市場に登場したことです。もう1つは、ベアリング鋼の代わりにステンレス鋼を使用して、ベアリングの内輪と外輪、特に内輪を作ることです。ステンレス鋼の熱膨張係数は軸受鋼に比べて20%小さいため、当然、高速回転時の内輪の熱膨張による接触応力の増加は抑えられます。